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I型糖尿病（T1D）是一种自身免疫疾病。其发生发展主要是由于胰岛β细胞受损，同时由于遗传和环境因素，这包括复杂的遗传因素，患者暴露和肠道微生物组。病毒感染和肠道消化不良已经被确定为潜在的诱发因素。然而，目前并没有研究确定具体微生物组成或者功能触发因素来预测胰岛自身免疫或者T1D。本研究中，研究人员分析了783个粪便样本的10913个宏基因组。这些样本从3个月婴儿阶段就立刻开始收集直到发生胰岛自身免疫或者T1D。最终发现肠道微生物组与胰岛自身免疫以及T1D息息相关。儿童对照组的肠道微生物组含有更多与发酵有关的基因以用于短链脂肪酸的生物合成。由于这些基因的选取与样本取自的临床中心无关，所以微生物因素对于T1D在分类学上是分散的，但是在功能上是一致的。当研究人员调查更广泛的婴儿肠道微生物建立和发展的时候，发现其分类学和功能学都是高度动态并且个性化的，在生命的第一年中主要由三个双歧杆菌菌属(B. bifidum, B. breve or B.longum)中的一种主导。特别的，在母乳喂养的婴儿肠道内，特异性地存在B. longum以利用人乳寡糖。总而言之，这些肠道宏基因组的分析提供了最大最全面的纵向功能图谱，用以解释肠道微生物组和胰岛自身免疫，T1D以及其他儿童早发疾病之间的关系。综合目前现有的人类队列研究以及T1D小鼠模型，这些数据都支持短链脂肪酸对早发性T1D具有保护作用。 研究背景 最近的文献把肠道健康的几个方面与人类或者啮齿动物的T1D联系在了一起。并且肠道微生物群与T1D的紧密关系已经在芬兰，德国，意大利，墨西哥，美国以及土耳其等地的儿童研究中得到证实。T1D或者胰岛自身免疫中常见的标志是拟杆菌数量增加，生产短链脂肪的细菌减少。同时和这些发现类似的是，在二型糖尿病中生产短链脂肪酸（SCFA）的细菌数量减少。同时，在I型糖尿病发生之前会增加肠道的通透性以及减少微生物的多样性。相较于成年人，婴儿有着明显不同的肠道微生物特征和自己的菌群分类，其能量代谢旺盛且动态。随着固体食物的摄入，个体肠道微生物受到环境，母乳，抗生素等的影响，这些差异会逐渐消退。很多研究，例如使用16S rRNA都在解释肠道微生物的变化，发现和T1D关系密切。但是这个技术无法将病理学和特定的菌群联系在一起。解决这一问题的是一项叫做环境因素决定年轻人糖尿病（TEDDY）的科学研究，该研究的目标就是鉴定T1D的环境因素。这项研究覆盖了美国的六个临床研究中心以及芬兰、德国、瑞典三个欧洲国家的临床中心，使得该研究可以搜集非常广泛的一系列生物样本，包括从三个月婴儿开始的每月粪便样本，以及广泛的临床和个人数据，例如饮食，疾病，药物和其他生活经历。 研究成果 下图展示了来自TEDDY T1D的超过10000个肠道宏基因组队列研究。图a展示了样本收集是从六个临床中心获取，前5年每月收集直到出现血清标志物以及T1D诊断。其他收集的数据包括母乳喂养状况，分娩方式，益生菌，抗生素，配方奶喂养以及其他饮食协变量。图b展示了肠道菌群随着时间的变化。 研究展示了早期肠道微生物的以下特点（下图）：双歧杆菌（Bifidobacterium species）的异质性以及随着时间的推移肠道菌群具有个体化的特征。研究人员接下来研究了抗生素对早期肠道微生物组的影响。结果表明特别是在早期，口服抗生素会破坏微生物的稳定性。鉴于肠道微生物与母乳的相互作用，以及在个体生长发育中的精细调节，故在幼儿时期特别是母乳喂养期间要特别注意抗生素的使用。 菌群的特点带有广泛的保守型以及个体的差异性。与此同时，研究人员研究了微生物代谢酶在第一年中的丰度情况。这些代谢酶的显著变化展示了早期婴儿肠道的独特代谢方式，以及随后慢慢地过渡到成人的肠道微生物组，以适应更为复杂多样的能量来源。 文章总结 该研究展示了不同时期婴幼儿肠道微生物的区别，并与早发性T1D关联起来。同时展示了不同的风险因素对于婴幼儿肠道微生物的影响。研究肠道微生物和T1D的发病机制将成为以后T1D的热点研究，而且研究必须要考虑到不同群体之间的异质性。 小编评论 该研究收集的信息十分庞大，是目前最大规模的婴儿肠道微生物研究数据库。该研究表明母乳喂养对于婴儿肠道微生物的早期生长，有着举足轻重的作用。这些肠道菌群的发育好坏，可能与儿童疾病有着密切联系。研究人员对比T1D和健康儿童发现，前者关于短链脂肪酸合成的基因较少。结合前期研究，研究人员认为：短链脂肪酸可以防止T1D的早期发病。至于本研究的缺陷也很明显，虽然样本很全面，但是主要为拉、非、美裔，缺少黄种人的样本，所以该结论不一定能适用于中国人，但具有一定的参考价值。总而言之，该研究还是提供了不少有用的信息，揭示了肠道菌群与婴幼儿健康的关系。 |
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